IGF2-AS與腫瘤關系的研究進展

吳秀，張桂蝦，施飛熊 綜述 周宇 審校

廣東醫科大學附屬醫院消化內科，廣東 湛江 524000

長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)是近年發現的一種長度大于200 nt甚至超過100 kb的調控人類表觀基因組的RNA，因為缺乏完整的開放閱讀框,所以是非蛋白編碼RNA[1-4]。且根據IncRNA在基因組中的位置不同可以分為正義LncRNA、反義LncRNA、雙向LncRNA、基因間LncRNA以及基因內LncRNA，總共5大種類[5]。研究發現它具有多種作用機制，例如干擾特定基因的表達、染色質修飾、組蛋白修飾、調節相應蛋白活性、作為小分子RNA前體或miRNA海綿等[6-7]。除此之外，許多研究發現，lncRNAs是調控多種人類疾病，如癌癥、神經退行性疾病、糖尿病和心血管疾病的重要表觀遺傳因子[8-12]。反義胰島素生長因子2(insulin growth factor 2 antisense，IGF2-AS)是一種lncRNAs，其與多種腫瘤的發生、發展有關。本文現就IGF2-AS與腫瘤的關系研究進展予以綜述。

1 IGF2-AS的結構特點

胰島素樣生長因子2(IGF2)又稱為生長調節素A(somatomedin A)，位于人染色體11p15.5，全長8 837 bp，含有9個外顯子(exon，E1~E9)及4種啟動子(promoter，P1~P4)，可編碼多種不同的IGF2 mRNA[13]。近年來，許多學者通過流行病學研究發現，IGF2的印記丟失以及信號通路和胃癌、肝癌等多種惡性腫瘤存在密切關系。IGF2-AS是IGF2基因的反義長鏈非編碼RNA，其位于人染色體11p15.5，全長8 154 bp，含有3個外顯子，為父系表達的印跡基因，它的轉錄方向與IGF2轉錄本相反，部分基因組區域與IGF2基因共有。

2 IGF2-AS與多種疾病的關系

2.1 IGF2-AS與胃腺癌的關系 胃癌(GC)是最常見的癌癥之一，胃腺癌(GAC)占胃癌的絕大多數，因此，深入了解胃癌發病機制、以期為胃癌診斷和治療提供更有效的策略具有十分積極的臨床意義[14-16]。HUANG等[17]研究發現，IGF2-AS在GAC組織中表達上調，與GAC患者預后不良有關。通過胃癌細胞系研究發現，基因敲除IGF2-AS后，癌細胞的增殖、遷移和侵襲明顯被抑制；而過度表達該基因，則其呈相反的結果。WU等[18]發現miR-503在GC中被下調，IGF2-AS可以直接結合miR-503，miR-503的水平與IGF2-AS呈負相關。此外，SHOX 2屬于同源盒家族，編碼含有60個氨基酸殘基的蛋白質，代表DNA結合區[19]。通過統計學分析表明，較高SHOX2的表達與GAC患者預后差有關，可以認為它是GAC的獨立預測因子，且其被證實是miR-503的靶點，它的表達與IGF2-AS呈正相關，與miR-503的表達呈負相關。因此，表明IGF2-AS通過調節miR-503/SHOX2軸影響GAC的發展。另有體內試驗顯示，IGF2-AS的敲低顯著降低腫瘤體積，提示IGF2-AS可能是GAC的有希望的治療靶點。KOSEKI等[20]發現IGF2-AS在人肝癌細胞中被信號轉導和轉錄激活因子3(STAT3)上調，并通過調節4-磷酸磷脂酰肌醇(PI4P)參與丙型肝炎病毒的復制。此外，有人認為STAT3是一種促進癌細胞生長和遷移的轉錄因子，其組成性激活存在于包括GC在內的多種腫瘤類型中[21-22]。趙學濤等[23]通過Meta分析表明增強的p-STAT3活性與GC患者的預后差以及未分化型和淋巴結轉移密切相關。因此，HUANG等[17]認為IGF2-AS的上調可能受STAT3調節，但是這一假設需要進一步驗證，以及STAT 3如何調控IGF2-AS，還有待進一步研究。

2.2 IGF2-AS與肝細胞癌的關系 肝細胞癌(hepatocellularcarcinoma，HCC)是全球最常見的惡性腫瘤之一，有不良的預后，臨床預防和治療很困難，在中國，它是成人死亡的主要原因[23-24]。因此，探索HCC發生及進展的機制對于提高早期診斷和改善治療至關重要。BAO等[25]研究表明，IGF2-AS在HCC細胞和組織中表達上調，且通過應用靶向小干擾RNA(IGFZ-AS)抑制IGF2-AS，顯著降低肝癌細胞的增殖，增強其凋亡。通過Westernblot分析顯示，轉染si-IGF2-AS至細胞內，細胞外信號調節激酶/絲裂原活化蛋白激酶(ERK/MAPK)信號通路受到抑制。此外，IGF2-AS基因敲除后，通過調節MAPK/ERK信號通路，顯著降低癌細胞活力，促進癌細胞增殖，減少集落形成和細胞遷移。說明IGF2-AS在HCC表達上調而參與HCC的發生機制，主要通過調節MAPK/ERK信號通路來實現，由此可見IGF2-AS與HCC的發生、發展有關。

2.3 IGF2-AS與非小細胞肺癌的關系 肺癌是目前發病率、死亡率最高的惡性腫瘤，其中非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)占大多數，是一組具有不同病理、遺傳和細胞特征的異質性腫瘤疾病，它的發生是多因素參與的一個過程[26-27]。ZHANG等[28]研究IGF2-AS在NSCLC組織中的表達、預后意義和功能機制。應用qPCR技術檢測IGF2-AS基因在NSCLC臨床標本和體外NSCLC細胞中的表達。結果發現，IGF2-AS在人NSCLC細胞系以及Ⅲ期或Ⅳ期組織中均表達下調，且IGF2-AS的下調與NSCLC患者總體生存期短顯著相關。而在NSCLC A549和H226細胞系中，IGF2-AS的上調通過抑制癌細胞的體外增殖、遷移和順鉑化學耐藥性以及體內外植體生長，從而發揮抗癌作用。此外，在mRNA和蛋白質水平上，IGF2-AS的上調均顯著降低致癌因子IGF2、VEGF和bFGF。因此，IGF2-AS可能是NSCLC的預后生物標志物，上調IGF2-AS被認為可能是對抗NSCLC新的分子途徑。

2.4 IGF2-AS與Wilms腫瘤的關系 Wilms腫瘤是一種來源于胚胎且具有典型組織病理學特征的惡性腫瘤，通常累及兒童腎臟，極少累及成人[29]。OKUTSU等[30]在人類第11pl5.5號染色體上鑒定一個父系表達的印跡基因PEG8/IGF2-AS，它的轉錄方向與IGF2轉錄本相反，部分基因組區域與IGF2基因共有。在腎臟組織中，采用定量PCR方法檢測腎Wilms腫瘤組織、癌旁正常腎組織、正常胎兒腎組織和正常絨毛組織中基因表達水平，證實PEG8/IGF2-AS、IGF 2(P1)和IGF 2(總數)在腫瘤組織中的表達水平分別是癌旁正常腎組織的10~200倍、10~60倍和100倍以上。這一結果表明，PEG8/IGF2-AS是Wilms腫瘤的良好標記物，也提示PEG8/IGF2-AS可能是Wilms的腫瘤參與基因之一。另外，在其他一些兒童腫瘤[如腎臟透明細胞肉瘤、先天性中胚層腎病(CMN)和腎細胞癌]組織中PEG8/IGF2-AS的表達水平也明顯上調，與Wilms腫瘤相似，提示PEG8/IGF2-AS是胎兒腫瘤的良好標志物，也可能是PEG8/IGF2-AS在胎兒腫瘤組織中表達上調有共同的分子機制。

2.5 IGF2-AS與前列腺癌的關系 前列腺癌(PCA)是全世界年輕和老年男性中最常見的惡性疾病之一，在歐美等西方發達國家發病率高，我國前列腺癌的發病率較西方國家低，但隨著人均壽命的延長和生活方式的改變，我國前列腺癌的發病率呈上升趨勢[31-32]，盡管過去十年PCA患者的死亡率穩步下降，但影響PCA個體發生、成熟和轉移的病理機制仍然很不清楚[33-35]。CHEN等[36]采用一種系統方法評估IGF2-AS在人PCA中的表達譜及其功能作用。應用qRT-PCR研究發現，IGF2-AS在PCA細胞株和PCA腫瘤組織中表達均顯著下調，且發現其過表達抑制體外PCA細胞的增殖和侵襲，并抑制異種移植物在體內的發育。進一步研究發現，在多種PCA相關的細胞系，如VCaP細胞、前列腺特異性抗原(PSA)陽性細胞和PSA陰性細胞系PC3細胞，IGF2-AS均有抑癌作用。因此認為，IGF2-AS可能是一種廣泛作用于不同PCA亞型的腫瘤抑制因子。此外，在IGF2-AS過度表達的VCaP和PC3細胞中，IGF2的表達呈負性下調，而在VCaP和PC3細胞中上調IGF2之后，IGF2-AS對PCA細胞增殖和侵襲的抑癌功能被顯著逆轉，提示IGF2是IGF2-AS在PCA調節中的相關基因或下游靶基因。但對IGF2-AS與PCA患者的臨床病理特征或預后關系尚有待進一步研究。

3 小結

IGF2-AS是目前生物、醫學領域研究的熱點。近年來，IGF2-AS被認為是多種腫瘤的動態預后生物標志物或抑癌基因/抑制因子，參與腫瘤發生、發展的機制。IGF2-AS主要與其他生物大分子(如蛋白)、其他非編碼RNA(如miRNA及snoRNA)、基因組DNA等相互作用，從而構成錯綜復雜的生物網絡關系。雖然目前的研究在揭示腫瘤的作用機制方面取得新的進展，但仍然還有許多問題尚未清楚。因此，隨著人們對IGF2-AS研究的深入，將有助于人類控制自身的疾病，可能為臨床上疾病診斷、治療帶來新的思路。